JP4719551B2 - Charging condition adjusting method for charging device, and image forming apparatus and image forming process cartridge using the charging condition adjusting method - Google Patents

Charging condition adjusting method for charging device, and image forming apparatus and image forming process cartridge using the charging condition adjusting method Download PDF

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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファックス、あるいはこれらの機能を備えた複合機等の画像形成装置およびプロセスカートリッジに関し、とりわけ効率的帯電を行うために感光体(像担持体と帯電ローラの間の最適ギャップを決めるための調整方法に係わるものである。プロセスカートリッジとは、少なくとも感光体と帯電手段を一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に対して着脱可能とするものをいう。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a fax machine, or a multifunction machine having these functions, and a process cartridge, and more particularly between a photosensitive member ( image carrier ) and a charging roller for efficient charging. This relates to an adjustment method for determining the optimum gap and the like . The process cartridge refers to a cartridge in which at least the photosensitive member and the charging unit are integrated into a cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body.

特開2004−264792号公報JP 2004-264792 A 特開2002−108059号公報JP 2002-108059 A 特開2005−4000号公報JP-A-2005-4000

電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、感光体に対して帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程を施すことにより画像形成が行われる。帯電工程については、従来、スコロトロン帯電器が用いられてきたが、環境問題からオゾン、NOx等の有害ガスの発生が少なく、装置を小型にすることができる帯電ローラが帯電器として近年用いられるようになってきている。帯電ローラと感光体が接触した状態で画像形成を行うと、転写後の残トナーが完全にクリーニングできない場合、帯電ローラに残トナーが付着して帯電ローラの抵抗にバラツキが生じ、感光体の帯電電位のバラツキとなり、画像濃度ムラを引き起こす原因になっていた。そのため、感光体と帯電ローラの間にギャップを設けて感光体を帯電させる方法が提案されている(例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3)。この帯電工程においては、交流電圧を重畳印加することにより、感光体を目標の電圧とすることができる。このときの帯電のパラメータとしては、印加する交流の電圧と周波数、帯電ローラの抵抗(抵抗ムラ)、感光体の抵抗(抵抗ムラ)、感光体と帯電ローラのギャップとそのギャップバラツキ等がある。印加する交流の電圧は、放電を起こすことができる感光体と帯電ローラの距離を決めるものであり、印加する交流の電圧が大きいほど、感光体と帯電ローラの距離が大きくなっても放電を起こすことができる。そのため、印加する交流の電圧が大きいほど、帯電ローラの広い場所で放電が起きるため、感光体の帯電ムラを小さくすることができる。しかしながら、放電はイオンや電子等の荷電粒子を感光体や帯電ローラに浴びせることなので、感光体や帯電ローラの酸化劣化が生じる。印加する交流の電圧が大きいと、荷電粒子の発生量とそのエネルギーは、特に感光体と帯電ローラの間隔が小さいところで特に多くなるため、感光体や帯電ローラの酸化劣化が激しくなり、感光体や帯電ローラを早期に交換しなければならなくなる。印加する交流の周波数は、単位時間当たりに放電を起こすことができる回数を決めるため、印加する交流の周波数が大きいほど感光体の帯電ムラを小さくすることができるが、前述と同じように、交流の周波数が大きいと感光体や帯電ローラの酸化劣化が激しくなり、感光体や帯電ローラを早期に交換しなければならなくなる。   In an image forming apparatus using an electrophotographic process, image formation is performed by subjecting a photoreceptor to a charging step, an exposure step, a development step, a transfer step, and a fixing step. For the charging process, scorotron chargers have been used in the past. However, due to environmental problems, generation of harmful gases such as ozone and NOx is small, and a charging roller that can reduce the size of the device has recently been used as a charger. It is becoming. When image formation is performed while the charging roller is in contact with the photoconductor, if the residual toner after transfer cannot be completely cleaned, the residual toner adheres to the charging roller, causing variations in the resistance of the charging roller, and charging the photoconductor. As a result, the potential varies and causes uneven image density. Therefore, methods have been proposed in which a gap is provided between the photoconductor and the charging roller to charge the photoconductor (for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3). In this charging step, the photoconductor can be set to a target voltage by applying an alternating voltage in a superimposed manner. The charging parameters at this time include the AC voltage and frequency to be applied, the resistance (resistance unevenness) of the charging roller, the resistance of the photosensitive member (resistance unevenness), the gap between the photosensitive member and the charging roller, and the gap variation. The applied AC voltage determines the distance between the photosensitive member and the charging roller that can cause discharge. The larger the applied AC voltage, the more the discharge occurs even when the distance between the photosensitive member and the charging roller increases. be able to. For this reason, as the alternating voltage to be applied increases, discharge occurs in a wider area of the charging roller, so that the charging unevenness of the photoreceptor can be reduced. However, since discharging is a process in which charged particles such as ions and electrons are exposed to the photosensitive member and the charging roller, oxidation deterioration of the photosensitive member and the charging roller occurs. When the alternating voltage to be applied is large, the amount of generated charged particles and their energy increase particularly when the distance between the photosensitive member and the charging roller is small, so that the oxidative deterioration of the photosensitive member and the charging roller becomes severe. The charging roller must be replaced early. The applied AC frequency determines the number of times that discharge can occur per unit time. Therefore, the larger the applied AC frequency, the smaller the charging unevenness of the photoconductor. If the frequency is high, the photoconductor and the charging roller are oxidatively deteriorated, and the photoconductor and the charging roller must be replaced early.

また、感光体と帯電ローラの間隔が近すぎると放電は生じなくなり、パッシェン則によれば、約7μm以下では放電は起こらない。現実には感光体の電気容量や帯電ローラの抵抗のため、放電が起こり始める感光体と帯電ローラの距離は大凡20μm以上といわれている。このため、感光体と帯電ローラとの間隔のμm単位での制御は非常に重要となるが、現実には帯電ローラはμm単位の表面粗さを持っているため、感光体の帯電ムラがなくなるように、印加する交流の電圧と周波数の値は高めに設定されることが多い。感光体と帯電ローラの間の放電は、放電が起こり始め得る感光体と帯電ローラの距離(大凡20μm付近)で電界強度が高いため、荷電粒子のエネルギーが高く、感光体や帯電ローラの酸化劣化を激しくしてしまう。そのため、感光体と帯電ローラの距離を十分大きくしておけば、感光体や帯電ローラの酸化劣化を抑えられるが、あまり大きくすると放電にバラツキが生じてしまい、印加する交流の電圧と周波数が低いと、感光体の帯電電位が均一にならなくなるため、異常画像となってしまう。通常は、画像品質を優先することが多いため、どうしても印加する交流の電圧と周波数を高めに設定してしまう傾向にある。   Further, if the distance between the photosensitive member and the charging roller is too close, no discharge will occur, and according to Paschen's law, no discharge will occur at about 7 μm or less. In reality, due to the electric capacity of the photoconductor and the resistance of the charging roller, it is said that the distance between the photoconductor and the charging roller where discharge starts to occur is approximately 20 μm or more. For this reason, it is very important to control the interval between the photosensitive member and the charging roller in units of μm. However, since the charging roller actually has a surface roughness of μm unit, there is no uneven charging of the photosensitive member. As described above, the value of the applied AC voltage and frequency is often set higher. The discharge between the photosensitive member and the charging roller has a high electric field strength at a distance (approximately 20 μm) between the photosensitive member and the charging roller where discharge can start to occur, and therefore the charged particle energy is high, and the photosensitive member and the charging roller are oxidized and deteriorated. Will be intense. Therefore, if the distance between the photosensitive member and the charging roller is sufficiently large, the oxidative deterioration of the photosensitive member and the charging roller can be suppressed. However, if the distance is too large, the discharge varies and the applied AC voltage and frequency are low. As a result, the charged potential of the photosensitive member is not uniform, resulting in an abnormal image. Usually, since image quality is often given priority, the AC voltage and frequency to be applied inevitably tend to be set higher.

これらの帯電条件は新規に画像形成装置を開発する際の初期に決められることが多く、そのため、画像形成装置の振動や組み付け精度が万全ではない状態で決められることが多く、したがって、感光体の帯電電位を均一にするため、帯電ローラに印加する交流電圧と周波数は大き目の値を設定することが多く、感光体や帯電ローラの酸化劣化を早めてしまっていた。   These charging conditions are often determined at the initial stage when a new image forming apparatus is developed. Therefore, the vibration and assembly accuracy of the image forming apparatus are often determined in an incomplete state. In order to make the charging potential uniform, the AC voltage and frequency applied to the charging roller are often set to large values, and the oxidative deterioration of the photosensitive member and the charging roller is accelerated.

感光体や帯電ローラの寿命を低めに設定し、短い周期で感光体や帯電ローラを交換していくのであれば良いが、メンテナンス費用や交換費用の低減から、できるだけ穏やかな帯電条件を設定する必要がある。   It is sufficient if the life of the photoconductor and charging roller is set low and the photoconductor and charging roller are replaced in a short cycle. However, it is necessary to set as gentle charging conditions as possible in order to reduce maintenance costs and replacement costs. There is.

しかしながら、前述のように、帯電(放電)がどのように生じているか、正確に見ることは難しいため、感光体の帯電電位を測定することしか、帯電工程の良否を推定することはできず、感光体の帯電電位も、数箇所の限られた場所でしか測定ができず、そのため、帯電条件は高めに設定することが多く、感光体や帯電ローラの寿命は短くなっていた。   However, as described above, since it is difficult to accurately see how charging (discharge) occurs, it is only possible to estimate the quality of the charging process by measuring the charging potential of the photoreceptor. The charging potential of the photoconductor can also be measured only in a few limited places. For this reason, the charging conditions are often set high, and the life of the photoconductor and the charging roller has been shortened.

また、感光体や帯電ローラ表面が酸化劣化すると、トナー成分が感光体や帯電ローラに付着し易くなり、その付着したものは放電により酸化され、イオン性となるため、高湿度環境で異常画像を生じ易くなり、感光体ではボケが、帯電ローラではスジ状の異常画像が生じ易くなる。そのため、帯電条件を緩やかにすることはこれらの異常画像を抑制するためにも重要なことである。   Also, if the surface of the photoconductor or charging roller is oxidized and deteriorated, the toner component easily adheres to the photoconductor or charging roller, and the adhering material is oxidized by discharge and becomes ionic. This is likely to occur, and blur is likely to occur on the photoconductor, and streaky abnormal images are likely to occur on the charging roller. Therefore, relaxing the charging condition is important for suppressing these abnormal images.

本発明は、効率的な帯電を行うことにより、均一な帯電電位を得ると共に、感光体や帯電ローラの酸化劣化の速度を低減させ、感光体や帯電ローラの寿命を伸ばすことを課題とする。   An object of the present invention is to obtain a uniform charging potential by performing efficient charging, reduce the rate of oxidative deterioration of the photosensitive member and the charging roller, and extend the life of the photosensitive member and the charging roller.

本発明者らは、帯電工程が良好に作動しているかどうかを、簡易的に且つ正確に判定する方法はないか、鋭意検討を重ねた。その結果、感光体と感光体に電気的に非接触で配置された帯電ローラに、直流電圧を重畳した交流電圧を印加することにより感光体を帯電する帯電工程では、放電による一部のエネルギーは帯電ローラや感光体の有機物のC-C結合を切断するほど高いことに着目し、感光体と帯電ローラを回転させずに、直流電圧を重畳した交流電圧を長時間印加すれば、放電が生じた帯電ローラや感光体には、スジ状の欠陥部が発生することを見出し、そのスジ状の欠陥部は、感光体と帯電ローラとの距離のバラツキや、それぞれの電気的特性のバラツキにより生じる放電のムラを可視化できることを見出した。   The present inventors have intensively studied whether there is a simple and accurate method for determining whether or not the charging process is operating well. As a result, in the charging process in which the photosensitive member is charged by applying an AC voltage superimposed with a DC voltage to the charging roller disposed in a non-contact manner with the photosensitive member and the photosensitive member, a part of energy generated by the discharge is Paying attention to the fact that it is high enough to cut the CC bond between organic substances on the charging roller and photoconductor, and if the AC voltage superimposed with the DC voltage is applied for a long time without rotating the photoconductor and the charging roller, It has been found that streaky defects occur in the roller and the photoconductor, and the streaky defects are caused by variations in the distance between the photoconductor and the charging roller and in the discharge caused by variations in the respective electrical characteristics. We found that unevenness can be visualized.

そこで、放電がどのような形態で生じているときに、穏やかな帯電で感光体と帯電ローラの酸化劣化の速度を抑えながら、均一な帯電電位を感光体に付与できるか鋭意検討した。その結果、一回の放電が起こる幅をできるだけ広くすれば、放電が局所に集中しなくなるため、帯電ローラや感光体の酸化劣化のスピードを落とすことができる。また、放電が生じる部分が分断されることなく、放電の幅が帯電ローラおよび帯電ローラの長手方向の各箇所で、できるだけ均一であれば、帯電時に交流電圧を印加する周波数を低めに設定しても感光体の帯電電位を均一にすることができ、感光体と帯電ローラの酸化劣化のスピードを低くすることができることを見出し、本発明に到った。   In view of this, the present inventors have intensively studied how to form a uniform charging potential to the photosensitive member while suppressing the rate of oxidative deterioration of the photosensitive member and the charging roller with gentle charging when the discharge is generated. As a result, if the width of occurrence of a single discharge is made as wide as possible, the discharge will not concentrate locally, and the speed of oxidative degradation of the charging roller and the photoreceptor can be reduced. In addition, if the discharge width is as uniform as possible at each location in the longitudinal direction of the charging roller and the charging roller without being divided, the frequency at which the AC voltage is applied during charging is set lower. In addition, the inventors have found that the charging potential of the photosensitive member can be made uniform, and the speed of oxidative deterioration of the photosensitive member and the charging roller can be reduced, and the present invention has been achieved.

即ち、本発明は、感光体に対し非接触に配置された帯電ローラに、直流電圧を重畳した交流電圧を印加して帯電を行う帯電装置のための帯電条件調整方法であって、感光体と帯電ローラの双方を回転させずに、一定時間、前記直流電圧を重畳した交流電圧を印加する工程と、前記感光体に生じる放電痕を観測する工程と、を有し、前記放電痕が1本のスジであり、当該放電痕の幅の平均(L)が0.9mm以上、放電痕幅の最大と最小の差が平均放電痕幅の20%以下となるように帯電条件を調整することを特徴とするものである。 That is, the present invention is, to the charging roller disposed in non-contact with respect to the photosensitive member, a charging condition adjusting method for a charging device which performs charging by applying an AC voltage superimposed with a direct current voltage, a photosensitive member A step of applying an alternating voltage on which the direct current voltage is superimposed for a certain period of time without rotating both of the charging rollers ; and a step of observing a discharge trace generated on the photoconductor. The charging conditions are adjusted so that the average (L) of the width of the discharge trace is 0.9 mm or more and the difference between the maximum and minimum of the discharge trace width is 20% or less of the average discharge trace width. It is a feature .

本願請求項に記載の条件を満たせば、高画質な画像形成が可能で、感光体や帯電ローラの交換頻度も抑えることができる。   If the conditions described in the claims of the present application are satisfied, high-quality image formation is possible, and the replacement frequency of the photosensitive member and the charging roller can be suppressed.

感光体、帯電ローラの双方を回転させずに、一定時間、前記直流電圧を重畳した交流電圧を印加し、感光体あるいは帯電ローラに生じる画像形成域の放電痕の求め方としては、実際の画像形成装置および、感光体と帯電ローラのみのユニットを用いてもどちらでも良いが、帯電ローラと感光体に印加する電圧は、実際の画像形成装置のものを用いなければならない。通常、実際の画像形成装置においては、環境変動による帯電ローラや感光体の電気特性を考慮し、帯電工程で流れる電流を一定にする制御が行われ、帯電ローラに印加する交流電圧を変化させていることが多い。この場合には、画像形成装置が主に用いられる環境(例えば、温度23℃、湿度55%)での印加条件にしていることが好ましい。   The method for determining the discharge traces in the image forming area generated on the photoconductor or the charging roller by applying an AC voltage superimposed with the DC voltage for a certain time without rotating both the photoconductor and the charging roller is as follows. Either a forming apparatus or a unit composed only of a photosensitive member and a charging roller may be used, but the voltage applied to the charging roller and the photosensitive member must be that of an actual image forming apparatus. Normally, in an actual image forming apparatus, the electric current flowing in the charging process is controlled in consideration of the electrical characteristics of the charging roller and the photosensitive member due to environmental fluctuations, and the AC voltage applied to the charging roller is changed. There are many. In this case, the application conditions are preferably set in an environment where the image forming apparatus is mainly used (for example, a temperature of 23 ° C. and a humidity of 55%).

通常帯電ローラに印加する電圧は、直流電圧で300〜900(−V)、好ましくは400〜800(−V)、さらに好ましくは450〜700(−V)である。帯電ローラに印加する電圧が300(−V)未満では、感光体の帯電電位が低く、十分な感光体の光減衰曲線が得られないため、高品質の画像形成を行うことが難しく好ましくない。帯電ローラに印加する電圧が900(−V)より大きくなると、感光体の膜厚が薄くなったときに、現像剤中のキャリアが感光体に付着してポチの異常画像を発生させたり、地汚れの異常画像を発生し易く、好ましくない。帯電ローラに印加する交流の電圧としては、peak to peakとして1500V〜3000V、好ましくは1600V〜2700V、さらに好ましくは1700V〜2500Vである。帯電ローラに印加する交流の電圧が1600V未満では、感光体の帯電電位ムラが生じ易く、3000Vより大きくなると、感光体と帯電ローラが最も近い場所で、放電による感光体や帯電ローラの酸化劣化のスピードが極めて速くなり、感光体や帯電ローラの寿命が短くなり、好ましくない。帯電ローラに印加する交流電圧の周波数としては、感光体の線速、画像形成する画像の解像度により適宜決定されるものであるが、300Hz〜4000Hz、好ましくは500Hz〜3000Hz、さらに好ましくは600Hz〜2500Hzである。帯電ローラに印加する交流電圧の周波数が300Hz未満では感光体の帯電ムラが生じ易く、横スジの異常画像が発生し易く、好ましくない。帯電ローラに印加する交流電圧の周波数が4000Hzより大きくなると、感光体や帯電ローラの酸化劣化のスピードが極めて速くなり、感光体や帯電ローラの寿命が短くなり、好ましくない。   Usually, the voltage applied to the charging roller is a DC voltage of 300 to 900 (-V), preferably 400 to 800 (-V), and more preferably 450 to 700 (-V). If the voltage applied to the charging roller is less than 300 (-V), the charging potential of the photosensitive member is low, and a sufficient light attenuation curve of the photosensitive member cannot be obtained. When the voltage applied to the charging roller is greater than 900 (-V), when the film thickness of the photoconductor becomes thin, the carrier in the developer adheres to the photoconductor and generates an abnormal image of the spot, An abnormal image of dirt is likely to occur, which is not preferable. The AC voltage applied to the charging roller is 1500 V to 3000 V, preferably 1600 V to 2700 V, more preferably 1700 V to 2500 V as peak to peak. When the AC voltage applied to the charging roller is less than 1600 V, the charged potential unevenness of the photoconductor is likely to occur. When the voltage exceeds 3000 V, the photoconductor and the charging roller are oxidized and deteriorated due to discharge at the closest location. The speed is extremely high, and the life of the photoconductor and the charging roller is shortened. The frequency of the AC voltage applied to the charging roller is appropriately determined depending on the linear velocity of the photosensitive member and the resolution of the image to be formed, but is 300 Hz to 4000 Hz, preferably 500 Hz to 3000 Hz, more preferably 600 Hz to 2500 Hz. It is. If the frequency of the AC voltage applied to the charging roller is less than 300 Hz, uneven charging of the photoconductor tends to occur, and an abnormal image of horizontal stripes tends to occur, which is not preferable. If the frequency of the AC voltage applied to the charging roller is higher than 4000 Hz, the speed of oxidation deterioration of the photoconductor and the charging roller becomes extremely fast, and the life of the photoconductor and the charging roller is shortened, which is not preferable.

感光体に生じる放電痕を観測するために、帯電ローラに印加する時間は、放電痕を観察できるのであれば良いが、放電痕は帯電に印加する交流の周波数f(Hz)が大きくなるほど早期に出現するため、f/1000〜f/10分、好ましくはf/500〜f/20分、さらに好ましくはf/250〜f/25分とするのが好ましい。印加する時間がf/1000分未満では、放電痕が不明瞭であるため、放電痕の幅を正確に求めることが難しく、f/10分より長いと感光体や帯電ローラの破損を生じる場合があり、特に表面層を有する感光体や帯電ローラでは帯電により表面層が消失した場合には、表面層より下の酸化劣化の速度が速くなることが多く、危険なため、好ましくない。   In order to observe the discharge trace generated on the photosensitive member, the time applied to the charging roller may be any time as long as the discharge trace can be observed. However, the discharge trace becomes earlier as the frequency f (Hz) of the alternating current applied to the charging increases. In order to appear, f / 1000 to f / 10 minutes, preferably f / 500 to f / 20 minutes, and more preferably f / 250 to f / 25 minutes. If the application time is less than f / 1000 minutes, the discharge trace is unclear, so it is difficult to accurately determine the width of the discharge trace, and if it is longer than f / 10 minutes, the photoreceptor or the charging roller may be damaged. In particular, in the case of a photoreceptor or a charging roller having a surface layer, when the surface layer disappears due to charging, the rate of oxidative deterioration below the surface layer is often increased, which is dangerous and is not preferable.

本発明において感光体に生じる放電痕の模式図を図1に示した。放電痕は5倍〜50倍程度の倍率で、光学顕微鏡、電子顕微鏡等により観察することができる。
本発明において感光体上に生じる放電痕は実質的に1本である。感光体と帯電ローラの間隔が近すぎると、放電痕の中央には放電が生じていない場所が生じるため、放電痕は2本となる。即ち、放電痕が1本の場合は、感光体と帯電ローラは完全に離れており、帯電ローラに印加する交流電圧の1周期で放電の生じる幅を大きくすることができる。そのため、帯電ローラに印加する交流電圧の周波数f(Hz)を低く設定しても感光体の帯電電位を均一にすることが可能である。本発明においては、放電痕の幅は広ければ広いほど好ましく、当該放電痕の幅の平均(L)は0.9mm以上、好ましくは1.0mm以上、さらに好ましくは1.1mm〜2mmである。放電痕の幅の平均が0.9mmより小さいと、感光体の帯電電位を均一にするためには帯電ローラに印加する交流電圧の周波数を高めに設定する必要があり、感光体や帯電ローラの酸化劣化のスピードが早くなり、早期に感光体や帯電ローラを交換しないといけなくなり、好ましくない。放電痕の幅を広くする方法としては、感光体および/または帯電ローラの径を大きくすることが考えられる。帯電ローラに印加する電圧が決まれば、感光体と帯電ローラの距離が一定範囲で放電は生じる。感光体および/または帯電ローラの径が大きくなれば、感光体と帯電ローラの距離が一定範囲となる領域は広くなるため、放電痕の幅を広くすることができる。しかし、帯電ローラおよび/または感光体の径を大きくしすぎると、装置が大きくなり、組み付けの精度を高くしなければ、放電が生じる幅が場所により変わり易く、放電痕の幅のバラツキが大きくなってしまう。そのため、帯電ローラの外径としては9mm〜25mm、好ましくは10mm〜20mmが好適に用いられる。
A schematic diagram of discharge traces generated on the photoreceptor in the present invention is shown in FIG. The discharge trace can be observed with an optical microscope, an electron microscope or the like at a magnification of about 5 to 50 times.
In the present invention, there is substantially one discharge mark generated on the photoreceptor. If the distance between the photosensitive member and the charging roller is too close, there is a place where no discharge is generated at the center of the discharge trace, and therefore there are two discharge traces. That is, when there is only one discharge mark, the photosensitive member and the charging roller are completely separated from each other, and the width of the discharge can be increased in one cycle of the AC voltage applied to the charging roller. Therefore, even if the frequency f (Hz) of the AC voltage applied to the charging roller is set low, it is possible to make the charging potential of the photosensitive member uniform. In the present invention, the width of the discharge trace is preferably as wide as possible, and the average (L) of the width of the discharge trace is 0.9 mm or more, preferably 1.0 mm or more, more preferably 1.1 mm to 2 mm. If the average width of the discharge trace is less than 0.9 mm, it is necessary to set the frequency of the AC voltage applied to the charging roller to be higher in order to make the charging potential of the photosensitive member uniform. This is not preferable because the speed of oxidative deterioration is increased and the photosensitive member and the charging roller must be replaced at an early stage. As a method for increasing the width of the discharge mark, it is conceivable to increase the diameter of the photoreceptor and / or the charging roller. When the voltage to be applied to the charging roller is determined, the discharge occurs when the distance between the photosensitive member and the charging roller is within a certain range. If the diameter of the photosensitive member and / or the charging roller is increased, the region where the distance between the photosensitive member and the charging roller is within a certain range is increased, and thus the width of the discharge trace can be increased. However, if the diameter of the charging roller and / or the photosensitive member is too large, the apparatus becomes large, and unless the accuracy of assembly is increased, the width in which discharge occurs easily changes depending on the location, and the variation in the width of the discharge mark increases. End up. Therefore, the outer diameter of the charging roller is suitably 9 mm to 25 mm, preferably 10 mm to 20 mm.

放電痕の幅のバラツキも極めて重要であり、放電痕の幅の上限と下限の差は放電痕の幅の平均の20%以下、好ましくは18%以下、より好ましくは12%以下である。放電痕の幅の上限と下限の差が20%より大きいと、感光体の帯電電位を均一にするためには帯電ローラに印加する交流電圧の周波数を高めに設定する必要があり、感光体や帯電ローラの酸化劣化のスピードが高くなり、早期に感光体や帯電ローラを交換しないといけなくなり、好ましくない。放電痕の幅のバラツキは感光体や帯電ローラの振動、感光体および/または帯電ローラの組み付け精度の不足、感光体および/または帯電ローラの電気特性あるいは形状のバラツキにより生じる放電幅のバラツキによるものである。従来の方法では、放電の幅がどの幅で生じているのか分からなかったため、帯電電位に印加する交流の周波数を高めに設定しており、感光体や帯電ローラの酸化劣化のスピードを早め、早期に感光体や帯電ローラを交換しないといけなかった。本発明においては、放電痕により放電の起こっている場所を特定することができるため、帯電電位に印加する交流の周波数を適切な値に設定することが可能となり、感光体や帯電ローラの交換間隔を大幅に伸ばすことが可能となる。   The variation in the width of the discharge trace is also extremely important, and the difference between the upper limit and the lower limit of the width of the discharge trace is 20% or less, preferably 18% or less, more preferably 12% or less of the average of the width of the discharge trace. If the difference between the upper limit and the lower limit of the width of the discharge mark is greater than 20%, it is necessary to set the frequency of the alternating voltage applied to the charging roller higher in order to make the charging potential of the photosensitive member uniform. The speed of oxidation deterioration of the charging roller is increased, and the photosensitive member and the charging roller must be replaced at an early stage, which is not preferable. Variations in the width of the discharge mark are due to variations in the discharge width caused by vibration of the photosensitive member and / or charging roller, insufficient assembly accuracy of the photosensitive member and / or charging roller, and variations in electrical characteristics or shape of the photosensitive member and / or charging roller. It is. In the conventional method, the width of the discharge was not known, so the frequency of the alternating current applied to the charging potential was set higher, and the speed of the oxidative deterioration of the photoconductor and the charging roller was increased, so that In addition, the photoconductor and charging roller had to be replaced. In the present invention, the place where the discharge occurs can be specified by the discharge trace, so that the frequency of the alternating current applied to the charging potential can be set to an appropriate value, and the replacement interval of the photosensitive member and the charging roller can be set. Can be greatly extended.

本発明において、感光体の線速をv(mm/秒)のとき、感光体上に生じる放電痕の幅の平均をL(mm)とすると、理想的には
f≧v/L
であれば、感光体の帯電電位は一定となる。実際には帯電ローラに印加する交流電圧の1周期の放電では、放電痕の幅の帯電電位にバラツキがあるため、周波数は17.0×v/L≧f≧4.0×v/L、好ましくは15.0×v/L≧f≧4.5×v/L、さらに好ましくは13.0×v/L≧f≧5.0×v/Lを満たすことが好ましい。周波数が4.0×v/Lより小さいと、感光体の帯電電位の均一性が得られず、特に1000dpi、好ましくは1200dpi以上の解像度の画像形成装置において、高品質の画像を得ることができず、好ましくない。周波数が15.0×v/Lより大きいと、感光体や帯電ローラの酸化劣化のスピードが速く、早期に感光体や帯電ローラを交換しないといけなくなり、好ましくない。
In the present invention, when the linear velocity of the photoconductor is v (mm / sec) and the average of the width of the discharge mark generated on the photoconductor is L (mm), ideally f ≧ v / L
If this is the case, the charged potential of the photoreceptor is constant. Actually, in the discharge of one cycle of the AC voltage applied to the charging roller, since the charging potential of the width of the discharge mark varies, the frequency is 17.0 × v / L ≧ f ≧ 4.0 × v / L, Preferably 15.0 × v / L ≧ f ≧ 4.5 × v / L, more preferably 13.0 × v / L ≧ f ≧ 5.0 × v / L. If the frequency is less than 4.0 × v / L, uniformity of the charged potential of the photoreceptor cannot be obtained, and a high quality image can be obtained particularly in an image forming apparatus having a resolution of 1000 dpi, preferably 1200 dpi or more. It is not preferable. If the frequency is higher than 15.0 × v / L, the speed of the oxidative degradation of the photoconductor and the charging roller is high, and it is necessary to replace the photoconductor and the charging roller at an early stage, which is not preferable.

本発明において、感光体の線速はどのような線速であっても高画質で信頼性の高い画像形成装置を提供することができるが、特に線速が150mm/秒以上、好ましくは220mm/秒以上、より好ましくは280mm/秒〜800mm/秒のときに、感光体や帯電ローラの酸化劣化のスピードを遅くすることができ、感光体や帯電ローラの寿命を長くすることができるため、好ましい。これは、本発明が効率的な帯電を行っているためである。従来の帯電工程では、放電が強く起こっている場所と弱く起こっている場所が混在していたため、感光体の帯電電位を均一にするためには、放電が弱く起こっている場所を基準に、帯電条件を決めていた。従来の帯電工程においても、感光体の線速が遅いときには、影響は小さかったが、感光体の線速が早くなると、感光体の帯電電位のバラツキが大きくなるため、帯電条件を強めてしまい、感光体や帯電ローラの酸化劣化のスピードが速くなり、早期に感光体や帯電ローラを交換しなければならなかった。   In the present invention, an image forming apparatus having high image quality and high reliability can be provided regardless of the linear velocity of the photosensitive member. In particular, the linear velocity is 150 mm / second or more, preferably 220 mm / second. More than 1 second, more preferably at 280 mm / second to 800 mm / second, it is possible to slow down the oxidative deterioration of the photosensitive member and the charging roller, and to extend the life of the photosensitive member and the charging roller. . This is because the present invention performs efficient charging. In the conventional charging process, the place where the strong discharge and the weak place are mixed, so in order to make the charged potential of the photoreceptor uniform, the charging is performed based on the place where the discharge is weak. I decided the conditions. Even in the conventional charging process, when the linear velocity of the photosensitive member is low, the influence is small, but when the linear velocity of the photosensitive member is increased, the variation in the charging potential of the photosensitive member is increased, so that the charging condition is strengthened. The speed of oxidation deterioration of the photoconductor and the charging roller has increased, and the photoconductor and the charging roller had to be replaced at an early stage.

本発明の画像形成装置に用いられる感光体は、導電性支持体の上に感光層が設けられている。感光層の構成には、電荷発生材と電荷輸送材を混在させた単層型、あるいは電荷発生層の上に電荷輸送層を設けた順層型、あるいは電荷輸送層の上に電荷発生層を設けた逆層型がある。また、感光層の上に保護層を設けることもできる。感光層と導電性支持体の間には下引き層が設けられていてもよい。各層には必要により可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等を適量添加することもできる。   In the photoreceptor used in the image forming apparatus of the present invention, a photosensitive layer is provided on a conductive support. The photosensitive layer is composed of a single layer type in which a charge generation material and a charge transport material are mixed, a forward layer type in which a charge transport layer is provided on the charge generation layer, or a charge generation layer on the charge transport layer. There is a reverse layer type provided. A protective layer can also be provided on the photosensitive layer. An undercoat layer may be provided between the photosensitive layer and the conductive support. If necessary, an appropriate amount of a plasticizer, an antioxidant, a leveling agent and the like can be added to each layer.

感光体の導電性支持体としては、体積抵抗1010Ωcm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板およびそれらを、押し出し、引き抜き等の工法でドラム状に素管化後、切削、超仕上げ、研摩等の表面処理した管等を使用することができる。ドラム状の支持体としては、直径が20mm〜150mm、好ましくは24mm〜100mm、さらに好ましくは28mm〜70mmのものを用いることができる。ドラム状の支持体の直径が20mm未満では、ドラム周辺に帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各工程をなす手段を配することが物理的に難しく、ドラム状の支持体の直径が150mmより大きくなると画像形成装置が大きくなってしまい、好ましくない。特に、画像形成装置がタンデム型の場合には、複数の感光体を搭載する必要があるため、直径は70mm以下、好ましくは60mm以下であることが好ましい。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。 Examples of the conductive support for the photoreceptor include those having a volume resistance of 10 10 Ωcm or less, for example, metals such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver, platinum, tin oxide, indium oxide, etc. A metal or oxide film, or a film or cylindrical plastic or paper coated by vapor deposition or sputtering, or a plate made of aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel, etc. After forming a blank, a tube that has been surface-treated by cutting, superfinishing, polishing, or the like can be used. As the drum-shaped support, those having a diameter of 20 mm to 150 mm, preferably 24 mm to 100 mm, and more preferably 28 mm to 70 mm can be used. If the diameter of the drum-shaped support is less than 20 mm, it is physically difficult to arrange means for charging, exposing, developing, transferring, and cleaning steps around the drum, and the diameter of the drum-shaped support is more than 150 mm. If it is large, the image forming apparatus becomes large, which is not preferable. In particular, when the image forming apparatus is a tandem type, it is necessary to mount a plurality of photoconductors, and thus the diameter is preferably 70 mm or less, and preferably 60 mm or less. Further, endless nickel belts and endless stainless steel belts disclosed in JP-A-52-36016 can also be used as the conductive support.

本発明の画像形成装置に用いられる感光体の下引き層としては、樹脂、あるいは白色顔料と樹脂を主成分としたもの、および導電性基体表面を化学的あるいは電気化学的に酸化させた酸化金属膜等を例示できるが、白色顔料と樹脂を主成分とするものが好ましい。白色顔料としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物を挙げることができ、中でも導電性基体からの電荷の注入防止性が優れる酸化チタンを含有させることが最も好ましい。下引き層に用いられる樹脂としては、ポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、メチルセルロース等の熱可塑性樹脂、アクリル、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル、エポキシ等の熱硬化性樹脂、これらの中の一種あるいは多種の混合物を例示することができる。   As the undercoat layer of the photosensitive member used in the image forming apparatus of the present invention, a resin or a material mainly composed of a white pigment and a resin, and a metal oxide obtained by chemically or electrochemically oxidizing the surface of a conductive substrate Examples of the film include a white pigment and a resin as main components. Examples of white pigments include metal oxides such as titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, and zinc oxide. Among them, it is most preferable to contain titanium oxide that is excellent in preventing charge injection from a conductive substrate. Examples of the resin used for the undercoat layer include thermoplastic resins such as polyamide, polyvinyl alcohol, casein, and methylcellulose; thermosetting resins such as acrylic, phenol, melamine, alkyd, unsaturated polyester, and epoxy; Various mixtures can be exemplified.

本発明の画像形成装置に用いられる感光体の電荷発生物質としては、例えば、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料、テトラキスアゾ顔料等のアゾ顔料、トリアリールメタン系染料、チアジン系染料、オキサジン系染料、キサンテン系染料、シアニン系色素、スチリル系色素、ピリリウム系染料、キナクリドン系顔料、インジゴ系顔料、ペリレン系顔料、多環キノン系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料、インダスロン系顔料、スクアリリウム系顔料、フタロシアニン系顔料等の有機系顔料および染料や、セレン、セレン−ヒ素、セレン−テルル、硫化カドミウム、酸化亜鉛、酸化チタン、アモルファスシリコン等の無機材料を使用することができ、電荷発生物質は一種あるいは多種混合して使用することができる。   Examples of the charge generating substance for the photoreceptor used in the image forming apparatus of the present invention include azo pigments such as monoazo pigments, bisazo pigments, trisazo pigments, and tetrakisazo pigments, triarylmethane dyes, thiazine dyes, Oxazine dyes, xanthene dyes, cyanine dyes, styryl dyes, pyrylium dyes, quinacridone pigments, indigo pigments, perylene pigments, polycyclic quinone pigments, bisbenzimidazole pigments, indanthrone pigments, squarylium Organic pigments and dyes such as pigments, phthalocyanine pigments, inorganic materials such as selenium, selenium-arsenic, selenium-tellurium, cadmium sulfide, zinc oxide, titanium oxide, amorphous silicon, etc. can be used, and charge generating substances Can be used alone or in combination.

本発明の画像形成装置に用いられる感光体の電荷輸送物質としては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、カルバゾール誘導体、テトラゾール誘導体、メタロセン誘導体、フェノチアジン誘導体、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、スチリルヒドラゾン化合物、エナミン化合物、ブタジエン化合物、ジスチリル化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、チアゾール化合物、イミダゾール化合物、トリフェニルアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリフェニルメタン誘導体等の一種あるいは多種を混合して使用することができる。   Examples of the charge transport material for the photoreceptor used in the image forming apparatus of the present invention include anthracene derivatives, pyrene derivatives, carbazole derivatives, tetrazole derivatives, metallocene derivatives, phenothiazine derivatives, pyrazoline compounds, hydrazone compounds, styryl compounds, styrylhydrazone compounds. , Enamine compounds, butadiene compounds, distyryl compounds, oxazole compounds, oxadiazole compounds, thiazole compounds, imidazole compounds, triphenylamine derivatives, phenylenediamine derivatives, aminostilbene derivatives, triphenylmethane derivatives, etc. Can be used.

上記電荷発生層、電荷輸送層の感光層を形成するのに用いられる結着樹脂としては、電気絶縁性であり、それ自体公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂および光導電性樹脂等を使用することができ、適当な結着樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネ−ト、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ABS樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等の光導電性樹脂等一種の結着樹脂あるいは多種と結着樹脂の混合物を挙げることができるが、特にこれらのものに限定されるものではない。   The binder resin used for forming the photosensitive layer of the charge generation layer and the charge transport layer is electrically insulating, and is a known thermoplastic resin, thermosetting resin, photocurable resin, and photoconductive material. Suitable binder resins include, for example, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer, Ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, polyester, phenoxy resin, (meth) acrylic resin, polystyrene, polycarbonate, polyarylate, thermoplastic resin such as polysulfone, polyethersulfone, ABS resin, phenol resin , Epoxy resin, urethane resin, melamine resin, isocyanate resin, alkyd tree In addition, a thermosetting resin such as a silicone resin and a thermosetting acrylic resin, a photoconductive resin such as polyvinyl carbazole, polyvinyl anthracene, and polyvinyl pyrene, or a mixture of various types of binder resins can be given. However, the present invention is not particularly limited to these.

酸化防止剤としては、例えば以下のものが使用される。
〔モノフェノール系化合物〕
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3−t−ブチル−4−ヒドロキシニソール等
〔ビスフェノール系化合物〕
2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)等
〔高分子フェノール系化合物〕
1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、トコフェノール類等
〔パラフェニレンジアミン類〕
N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−tーブチル−p−フェニレンジアミン等
〔ハイドロキノン類〕
2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノン等
〔有機硫黄化合物類〕
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネート等
〔有機燐化合物類〕
トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィン等。
As antioxidant, the following are used, for example.
[Monophenol compound]
2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, stearyl-β- (3,5-di-t-butyl-4 -Hydroxyphenyl) propionate, 3-t-butyl-4-hydroxynisol, etc. [bisphenol compounds]
2,2′-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylene-bis- (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-thiobis- ( 3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-butylidenebis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), etc. [polymeric phenol compound]
1,1,3-tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t- Butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane, bis [3,3′-bis (4 ′) -Hydroxy-3'-t-butylphenyl) butyric acid] glycol ester, tocophenols, etc. [paraphenylenediamines]
N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N-sec-butyl-p-phenylenediamine, N, N'- Di-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-dimethyl-N, N′-di-t-butyl-p-phenylenediamine, etc. [hydroquinones]
2,5-di-t-octylhydroquinone, 2,6-didodecylhydroquinone, 2-dodecylhydroquinone, 2-dodecyl-5-chlorohydroquinone, 2-t-octyl-5-methylhydroquinone, 2- (2-octadecenyl) ) -5-Methylhydroquinone etc. [Organic sulfur compounds]
Dilauryl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, ditetradecyl-3,3′-thiodipropionate, etc. [Organic phosphorus compounds]
Triphenylphosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, tri (dinonylphenyl) phosphine, tricresylphosphine, tri (2,4-dibutylphenoxy) phosphine and the like.

可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等の一般的な樹脂の可塑剤として使用されているものをそのまま使用でき、その使用量は結着樹脂100重量部に対して0〜30重量部程度が適当である。   As the plasticizer, those used as plasticizers for general resins such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate can be used as they are, and the amount used is about 0 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Is appropriate.

電荷輸送層中にレベリング剤を添加してもかまわない。レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、測鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量はバインダー樹脂100重量部に対して0〜1重量部が適当である。   A leveling agent may be added to the charge transport layer. As the leveling agent, silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, and polymers or oligomers having a perfluoroalkyl group in the chain are used, and the amount used is 0 to 100 parts by weight of the binder resin. One part by weight is appropriate.

保護層は結着樹脂中に金属または金属酸化物の微粒子を分散した層である。結着樹脂としては、可視、赤外光に対して透明で電気絶縁性、機械的強度、接着性に優れたものが望ましい。保護層の結着樹脂としては、ABS樹脂、ACS樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、AS樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。金属酸化物としては、酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、TiO、TiN、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化アンチモン等が挙げられる。保護層にはその他、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、およびこれらの樹脂に他の無機材料を分散したもの等を添加することができる。保護層の形成法としては通常の塗布法が採用される。なお保護層の厚さは0.1μm〜10μm程度が適当である。   The protective layer is a layer in which fine particles of metal or metal oxide are dispersed in a binder resin. As the binder resin, a resin that is transparent to visible and infrared light and excellent in electrical insulation, mechanical strength, and adhesiveness is desirable. As the binder resin of the protective layer, ABS resin, ACS resin, olefin-vinyl monomer copolymer, chlorinated polyether, allyl resin, phenol resin, polyacetal, polyamide, polyamideimide, polyacrylate, polyallylsulfone, polybutylene, Polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyethersulfone, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, acrylic resin, polymethylbenten, polypropylene, polyphenylene oxide, polysulfone, polystyrene, AS resin, butadiene-styrene copolymer, polyurethane, polyvinyl chloride, poly Examples of the resin include vinylidene chloride and epoxy resin. Examples of the metal oxide include titanium oxide, tin oxide, potassium titanate, TiO, TiN, zinc oxide, indium oxide, and antimony oxide. In addition to the protective layer, fluorine resins such as polytetrafluoroethylene, silicone resins, and those obtained by dispersing other inorganic materials in these resins can be added for the purpose of improving wear resistance. As a method for forming the protective layer, a normal coating method is employed. The thickness of the protective layer is suitably about 0.1 μm to 10 μm.

感光体を作製する際に用いられる溶媒としては、ジクロロメタン等の塩素系溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン等が挙げられる。   Examples of the solvent used for producing the photoreceptor include chlorinated solvents such as dichloromethane, tetrahydrofuran, dioxane, toluene, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone and the like.

ドラム状の導電性支持体上に感光層を設けた感光体の両端には通常、感光体を支持し、本体駆動装置からの回転を伝達するためのフランジが設けられている。フランジには機械的強度に優れるポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド等のエンジニアリングプラスチックが用いられ、機械的強度、剛性、導電性等を制御するために、ガラス繊維、炭素繊維等の繊維、カーボン、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、アルミナ、シリカ等の充填剤や、各種添加剤を混合して用いる。これらのフランジは、ドラム状の導電性支持体に圧入し、接着剤等で固定される。   At both ends of a photosensitive member provided with a photosensitive layer on a drum-shaped conductive support, flanges are usually provided for supporting the photosensitive member and transmitting rotation from the main body driving device. Engineering plastics such as polyamide, polyacetal, polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyether ketone, liquid crystal polymer, polycarbonate, polyphenylene ether, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, polyetherimide, polyamideimide, etc. with excellent mechanical strength In order to control mechanical strength, rigidity, conductivity, etc., fibers such as glass fiber, carbon fiber, fillers such as carbon, talc, kaolin, calcium carbonate, alumina, silica, and various additives are used. Used by mixing. These flanges are press-fitted into a drum-like conductive support and fixed with an adhesive or the like.

本発明においては、モノクロ画像形成、カラー画像形成どちらにおいても高品質の画像形成が可能であるが、特に高品質の画像形成を要求されるカラー画像形成において効果が高く、高品質の画像形成を行いながら、感光体や帯電ローラの寿命を大幅に伸ばすことができる。本発明がカラー画像形成可能の場合、1本の感光体を用い、その感光体上に各色のトナーを現像後、中間転写体あるいは像担持体へ順次、各色の感光体上トナー像を転写して画像形成を行う方法、感光体をトナーの色の数用い、各色のトナーを別個の感光体上に現像し、中間転写体あるいは像担持体へ転写して画像形成を行う方法(タンデム型等)のどちらにおいても、優れた性能を有する。タンデム型においては、帯電に伴うオゾン等の酸化性ガスの発生を抑えるために、帯電ローラによる帯電工程を取る必要があるが、本発明に用いられる帯電工程は、帯電条件が緩やかであるため、酸化性ガスの発生量は特に少ない。そのため本発明は、高画質で高信頼性の画像形成が可能なだけでなく、環境にも優しい。   In the present invention, high-quality image formation is possible in both monochrome image formation and color image formation, but the effect is particularly high in color image formation that requires high-quality image formation. While doing so, the life of the photoreceptor and the charging roller can be greatly extended. When the present invention is capable of forming a color image, a single photoconductor is used, and after developing the toner of each color on the photoconductor, the toner image on the photoconductor of each color is sequentially transferred to the intermediate transfer member or the image carrier. A method for forming an image, a method in which a photosensitive member is used for the number of toner colors, each color toner is developed on a separate photosensitive member, and transferred to an intermediate transfer member or an image carrier (tandem type or the like). ) Both have excellent performance. In the tandem type, it is necessary to take a charging step with a charging roller in order to suppress the generation of an oxidizing gas such as ozone accompanying charging, but the charging step used in the present invention has gentle charging conditions. The amount of oxidizing gas generated is particularly small. Therefore, the present invention is not only capable of forming a high-quality and highly reliable image, but is also environmentally friendly.

本発明に関わる帯電条件の調整方法について、図面をもってさらに詳細に説明する。
図2は本発明に係る画像形成装置の概略を示すものである。ここに示した画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの少なくとも2つの機能を備えた複合機等として構成される。図示していない本体筐体内に、被帯電体の一例である感光体1が配置され、この感光体1は、ドラム上の導電性ベース2の外周面に感光層3が積層されて構成されている。複数のローラに巻き掛けられて走行駆動されるベルト状の感光体や、誘電体より成るドラム状またはベルト状の感光体を用いることも可能である。なお本実施形態では、少なくとも感光体1と帯電装置5とでプロセスカートリッジユニットが構成され、更に現像装置、クリーニングユニット、除電装置を加えてプロセスカートリッジを構成可能である。プロセスカートリッジと称する場合、上記カートリッジユニットだけでもプロセスカートリッジとなり得るし、帯電装置と感光体と現像装置、帯電装置と感光体と現像装置とクリーニング装置等、様々なバリエーションが存在し得る。
The charging condition adjusting method according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 2 schematically shows an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus shown here is configured as a copying machine, a printer, a facsimile, or a multifunction machine having at least two of these functions. A photoreceptor 1 as an example of a member to be charged is disposed in a main body housing (not shown), and the photoreceptor 1 is configured by laminating a photosensitive layer 3 on the outer peripheral surface of a conductive base 2 on a drum. Yes. It is also possible to use a belt-like photoreceptor that is wound and driven around a plurality of rollers, or a drum-like or belt-like photoreceptor made of a dielectric. In the present embodiment, at least the photosensitive member 1 and the charging device 5 constitute a process cartridge unit, and a developing device, a cleaning unit, and a charge removal device can be further added to constitute a process cartridge. When referred to as a process cartridge, the cartridge unit alone can be a process cartridge, and there can be various variations such as a charging device, a photoreceptor, a developing device, a charging device, a photoreceptor, a developing device, and a cleaning device.

画像形成動作時に、感光体1は図2における時計方向に回転駆動され、その表面が矢印A方向に移動する。このとき感光体表面に除電ランプ4からの光が照射され、その表面が初期化され、次いで帯電装置5によって感光体表面が所定の極性に帯電される(帯電装置5については後に詳しく説明する)。帯電装置5によって帯電された感光体表面には、露光装置の一例であるレーザ書き込みユニット6から出射される光変調されたレーザ光が照射され、これによって感光体表面に静電潜像が形成される。次いで、この静電潜像は、現像装置7を通るとき、所定の極性に帯電されたトナーによって、トナー像として可視像化される。   During the image forming operation, the photosensitive member 1 is rotationally driven clockwise in FIG. 2, and the surface thereof moves in the direction of arrow A. At this time, the surface of the photosensitive member is irradiated with light from the static elimination lamp 4, the surface is initialized, and then the surface of the photosensitive member is charged to a predetermined polarity by the charging device 5 (the charging device 5 will be described in detail later). . The surface of the photosensitive member charged by the charging device 5 is irradiated with light-modulated laser light emitted from a laser writing unit 6 which is an example of an exposure device, thereby forming an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member. The Next, when the electrostatic latent image passes through the developing device 7, it is visualized as a toner image by toner charged to a predetermined polarity.

一方、感光体1とこれに対置された転写装置8の間に、所定のタイミングで、転写材P(用紙)が給送され、このとき感光体上に形成されたトナー像が転写材P上に静電的に転写される。トナー像を転写された転写材Pは、引き続いて定着装置9の定着ローラ10と加圧ロ―ラ11の間を通り、その際に熱と圧力の作用によってトナー像が転写材上に定着される。転写材に転写されずに感光体表面に残された転写残トナーは、クリーニング装置12によって除去される。   On the other hand, a transfer material P (paper) is fed between the photoconductor 1 and the transfer device 8 opposed to the photoconductor 1 at a predetermined timing. At this time, a toner image formed on the photoconductor is transferred onto the transfer material P. Is electrostatically transferred to. The transfer material P to which the toner image has been transferred subsequently passes between the fixing roller 10 and the pressure roller 11 of the fixing device 9, and the toner image is fixed on the transfer material by the action of heat and pressure. The The transfer residual toner that is not transferred to the transfer material and remains on the surface of the photoreceptor is removed by the cleaning device 12.

帯電装置5は、移動する被帯電体面、図示の例では感光体1の表面に対向配置された帯電ローラ13と、その帯電ローラ13に電圧を印加する電源14とを有している。この電源14により、帯電ローラ13に電圧が印加し、帯電ローラ13と感光体表面との間に放電を生じさせて当該感光体表面を所定の極性に帯電する。   The charging device 5 includes a charging roller 13 disposed to face a surface of a charged object to be moved, in the illustrated example, the surface of the photosensitive member 1, and a power source 14 that applies a voltage to the charging roller 13. A voltage is applied to the charging roller 13 by the power source 14 to generate a discharge between the charging roller 13 and the surface of the photoconductor to charge the surface of the photoconductor with a predetermined polarity.

帯電ローラ13は、層構成として、導電性支持体上に、高分子層と表面層を有して構成されることが好ましい。導電性支持体は、帯電ローラの電極および支持部材として機能するもので、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金、クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄、導電剤の樹脂等の導電性の材質で構成される。   The charging roller 13 is preferably configured to have a polymer layer and a surface layer on a conductive support as a layer configuration. The conductive support functions as an electrode and a support member for the charging roller. For example, a metal or alloy such as aluminum, copper alloy, stainless steel, iron plated with chromium, nickel, or the like, resin of a conductive agent It is made of a conductive material such as.

高分子層としては、10Ωcm〜10Ωcmの抵抗を有する導電性層であることが好ましく、高分子材料に導電材を混合して抵抗を調整したものが用いられる。帯電ローラの高分子層の高分子としては、ポリエステル系、オレフィン系の熱可塑性エラストマー、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン系熱可塑性樹脂、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン3元共重合ゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、およびこれらをブレンドしたゴム材料が挙げられる。ゴム材料は中でも、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムおよびこれらのブレンドゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。 The polymer layer is preferably a conductive layer having a resistance of 10 6 Ωcm to 10 9 Ωcm, and a polymer material mixed with a conductive material to adjust the resistance is used. As the polymer of the polymer layer of the charging roller, styrenic resins such as polyester-based, olefin-based thermoplastic elastomer, polystyrene, styrene-butadiene copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene-acrylonitrile copolymer, etc. Thermoplastic resin, isoprene rubber, chloroprene rubber, epichlorohydrin rubber, butyl rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluoro rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide- Allyl glycidyl ether copolymer rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, natural rubber, etc. And rubber material obtained by blending thereof. Among the rubber materials, silicone rubber, ethylene propylene rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber and blended rubber thereof are preferably used. These rubber materials may be foamed or non-foamed.

導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック;熱分解カーボン、グラファイト;アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金;酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物;絶縁物質の表面を導電化処理したもの;等の微粉末を挙げることができる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等;リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等;を挙げることができる。これらの導電剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、高分子100質量部に対して、1〜30質量部の範囲であることが好ましく、15〜25質量部の範囲であることがより好ましい。一方、上記イオン導電剤の場合は、高分子100質量部に対して、0.1〜5.0質量部の範囲であることが好ましく、0.5〜3.0質量部の範囲であることがより好ましい。   As the conductive agent, an electronic conductive agent or an ionic conductive agent is used. Examples of electronic conductive agents include carbon blacks such as ketjen black and acetylene black; pyrolytic carbon, graphite; various conductive metals or alloys such as aluminum, copper, nickel, and stainless steel; tin oxide, indium oxide, titanium oxide Examples thereof include various conductive metal oxides such as tin oxide-antimony oxide solid solution and tin oxide-indium oxide solid solution; those obtained by conducting the surface of an insulating material; Examples of ionic conductive agents include perchlorates and chlorates such as tetraethylammonium and lauryltrimethylammonium; alkali metals such as lithium and magnesium; perchlorates and chlorates of alkaline earth metals Can be mentioned. These conductive agents may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the addition amount is not particularly limited, but in the case of the electronic conductive agent, it is preferably in the range of 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer, and in the range of 15 to 25 parts by mass. More preferably. On the other hand, in the case of the ionic conductive agent, it is preferably in the range of 0.1 to 5.0 parts by mass, and in the range of 0.5 to 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer. Is more preferable.

前記表面層を構成する高分子材料としては、帯電ローラ表面のダイナミック超微小硬度が0.04以上0.5以下であれば特に制限されないが、ポリアミド、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、4フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミド、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。これらの中では、トナーとの離型性等の観点から、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、4フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミドが好ましく用いられる。上記高分子材料は単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、当該高分子材料の数平均分子量は、1000〜100000の範囲であることが好ましく、10000〜50000の範囲であることがより好ましい。   The polymer material constituting the surface layer is not particularly limited as long as the dynamic ultra-small hardness on the surface of the charging roller is 0.04 or more and 0.5 or less, but polyamide, polyurethane, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene Copolymer, polyester, polyimide, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, melamine resin, fluoro rubber, epoxy resin, polycarbonate, polyvinyl alcohol, cellulose, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, polyethylene And ethylene vinyl acetate copolymer. Among these, polyamide, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene copolymer, polyester, and polyimide are preferably used from the viewpoint of releasability with toner and the like. The above polymer materials may be used alone or in combination of two or more. Further, the number average molecular weight of the polymer material is preferably in the range of 1000 to 100,000, and more preferably in the range of 10,000 to 50,000.

表面層は、上記高分子材料に前記導電性弾性層に用いた導電剤や各種微粒子を混合して組成物として形成される。上記微粒子としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等の金属酸化物および複合金属酸化物、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン等の高分子微粉体を単独または混合して用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。   The surface layer is formed as a composition by mixing the polymer material with the conductive agent used in the conductive elastic layer and various fine particles. As the fine particles, metal oxides such as silicon oxide, aluminum oxide, and barium titanate and composite metal oxides, and polymer fine powders such as tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride are used alone or in combination. It is not limited to.

図2に示した帯電ローラ13は、感光体表面に対して、例えば25μm〜150μm、好ましくは30μm〜120μm、さらに好ましくは40μm〜100μmの微小ギャップGを開けて対置されている。微小ギャップGが25μm未満では、帯電ローラ13および感光体の寸法精度や組み付け精度が低いときに、帯電ローラと感光体と近接している部分で、放電が起こらない場所が存在する可能性があるため、好ましくない。また、微小ギャップGが150μmを超えると、放電を生じさせるためには、帯電ローラに印加する交流の電圧を大きくする必要があり、あまり大きくし過ぎるとオゾンの発生量が多くなってしまうため、好ましくない。   The charging roller 13 shown in FIG. 2 is opposed to the surface of the photoreceptor with a small gap G of, for example, 25 μm to 150 μm, preferably 30 μm to 120 μm, more preferably 40 μm to 100 μm. If the minute gap G is less than 25 μm, there may be a place where no discharge occurs in a portion close to the charging roller and the photosensitive member when the dimensional accuracy and assembly accuracy of the charging roller 13 and the photosensitive member are low. Therefore, it is not preferable. Further, if the minute gap G exceeds 150 μm, it is necessary to increase the AC voltage applied to the charging roller in order to cause discharge, and if it is too large, the amount of ozone generated increases. It is not preferable.

図3は、帯電ローラ13を感光体表面から微小ギャップGをあけて対置させるための一構成例を示す。ここに示した帯電ローラ13には、その長手方向各端部領域にテープ20より成るスペーサが貼り付けられ、これらのテープ20が感光体表面に当接することによって、帯電ローラ13が感光体表面に対して微小ギャップGを保っている。また、フランジ等を用いて、微小ギャップを確保することもできる。   FIG. 3 shows an example of a configuration for placing the charging roller 13 on the surface of the photosensitive member with a minute gap G therebetween. The charging roller 13 shown here has a spacer made of a tape 20 attached to each end region in the longitudinal direction. The tape 20 comes into contact with the surface of the photosensitive member so that the charging roller 13 is brought into contact with the surface of the photosensitive member. On the other hand, the minute gap G is maintained. In addition, a minute gap can be secured using a flange or the like.

本発明においては、感光体と帯電ローラ、現像、クリーニングを一体にし、交換部品として扱う、所謂プロセスカートリッジの形態にしておくと、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。   In the present invention, it is very preferable that the photosensitive member, the charging roller, development, and cleaning are integrated into a so-called process cartridge that is handled as a replacement part because the maintainability is remarkably improved.

〔実施例1と比較例1,2〕
直径30mmのアルミニウムドラム(導電性支持体)上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層および保護層を、その順に塗布した後、乾燥し、3.9μmの下引き層、0.15μmの電荷発生層、22μmの電荷輸送層、約4.5μmの保護層から成る感光体を作製した。このとき、保護層の塗工はスプレー法により、それ以外は浸漬塗工法により行った。保護層には、平均粒径0.21μmのアルミナを22.5質量%添加した。
[Example 1 and Comparative Examples 1 and 2]
An undercoat layer, a charge generation layer, a charge transport layer, and a protective layer were applied in this order on an aluminum drum (conductive support) having a diameter of 30 mm, and then dried, followed by 3.9 μm undercoat layer, 0.15 μm. A photoconductor comprising a charge generation layer, a 22 μm charge transport layer, and a protective layer of about 4.5 μm was prepared. At this time, the coating of the protective layer was performed by a spray method, and the others were performed by a dip coating method. 22.5% by mass of alumina having an average particle size of 0.21 μm was added to the protective layer.

imagio Neo C385(タンデム型カラー画像形成装置、感光体の線速:185mm/秒、書き込み光の解像度600dpi、リコー製)のブラック用感光体ユニットの帯電ローラとして、帯電ローラメーカーより納入された3種類の帯電ローラ試作品を評価した。帯電ローラは、ステンレスの円柱にエピクロロヒドリンゴムと導電性カーボンを主成分とする導電性ゴムを貼り付けて作製されたもので、ゴム硬度(タイプA)が64、76、87であった。帯電ローラの直径はいずれも、11.5mmであった。各帯電ローラの端部より13mmの位置に、幅10mm、厚さ52μmのギャップテープを貼り付けた。感光体の真上に帯電ローラを配置し、スプリングで帯電ローラを感光体に押し付け、感光体と帯電ローラを回転させない条件で、感光体と帯電ローラの間に、−600Vの直流電圧に周波数890Hz、振幅1050Vの交流電圧を10分間印加した。帯電ローラおよび感光体上には白スジの放電痕が生じていた。感光体の中央付近の放電痕を観察したところ、ゴム硬度が64の帯電ローラを用いて帯電したものでは2本の放電痕が観察され、一本の放電痕の幅は0.49mmであった。ゴム硬度が76、87の帯電ローラを用いて帯電したものは1本の放電痕であり、放電痕の幅は、ゴム硬度が76の帯電ローラのものでは平均1.32mm、放電痕の幅の最大と最少の差は0.07mmであり、ゴム硬度が87の帯電ローラのものでは平均1.17mm、放電痕の幅の最大と最少の差は0.23mmであった。   Three types of charging rollers supplied by charging roller manufacturers as imagio Neo C385 (tandem color image forming device, photosensitive member linear velocity: 185 mm / second, writing light resolution of 600 dpi, manufactured by Ricoh). The charging roller prototype was evaluated. The charging roller was prepared by attaching a conductive rubber mainly composed of epichlorohydrin rubber and conductive carbon to a stainless steel cylinder, and had a rubber hardness (type A) of 64, 76, and 87. The diameter of each charging roller was 11.5 mm. A gap tape having a width of 10 mm and a thickness of 52 μm was attached to a position 13 mm from the end of each charging roller. A charging roller is disposed immediately above the photosensitive member, and the charging roller is pressed against the photosensitive member with a spring, and a frequency of 890 Hz is applied to a DC voltage of −600 V between the photosensitive member and the charging roller under the condition that the photosensitive member and the charging roller are not rotated. An AC voltage with an amplitude of 1050 V was applied for 10 minutes. White streaks of discharge traces were formed on the charging roller and the photoreceptor. When the discharge trace near the center of the photosensitive member was observed, two discharge traces were observed when charged with a charging roller having a rubber hardness of 64, and the width of one discharge trace was 0.49 mm. . The one charged with a charging roller having a rubber hardness of 76 and 87 is one discharge mark, and the width of the discharge mark is 1.32 mm on the average for a charging roller having a rubber hardness of 76, and the width of the discharge mark. The difference between the maximum and minimum was 0.07 mm, the average of 1.17 mm for the charging roller having a rubber hardness of 87, and the difference between the maximum and minimum of the width of the discharge trace was 0.23 mm.

ゴム硬度(タイプA)が64、76、87の帯電ローラ、感光体を新品に交換し、ゴム硬度64の帯電ローラをブラック用感光体ユニットに、ゴム硬度76の帯電ローラをシアン用感光体ユニットに、ゴム硬度87の帯電ローラをマゼンタ用感光体ユニットに組み込み、各感光体ユニットの帯電ローラと感光体の間に、−600Vの直流電圧に周波数890Hz、振幅1050Vの交流電圧を印加する帯電条件でブラック、シアン、マゼンタのハーフトーン画像を、図4のようなA4サイズ紙の画像として2枚ずつ、計50000枚出力し、その後、ブラック、シアン、マゼンタの全面ハーフトーン画像を出力したところ、ブラック、シアンの画像は高品質の画像が得られるものの、マゼンタの画像は、明らかな濃度ムラが認められた(硬度76が実施例1で、硬度64と硬度87が比較例1,2)。   Replacing the charging roller and photoreceptor with rubber hardness (type A) of 64, 76 and 87 with new ones, charging roller with rubber hardness of 64 to black photoreceptor unit, and charging roller with rubber hardness of 76 to photoreceptor unit for cyan In addition, a charging roller having a rubber hardness of 87 is incorporated in the photosensitive unit for magenta, and charging conditions for applying an AC voltage having a frequency of 890 Hz and an amplitude of 1050 V to a DC voltage of −600 V between the charging roller and the photosensitive member of each photosensitive unit. Then, 50000 black, cyan and magenta halftone images were output as A4 size paper images, as shown in FIG. 4, and then a full-tone halftone image of black, cyan and magenta was output. Black and cyan images are high-quality images, but magenta images have obvious density unevenness (hardness of 7 There In Example 1, hardness 64 and hardness 87 Comparative Examples 1 and 2).

〔実施例2と比較例3〕
マゼンタの感光体ユニットにゴム硬度が76の帯電ローラを組み込み、上記の例の評価手順をベースとし、感光体と帯電ローラを回転させない条件で感光体と帯電ローラの間に印加する重畳電圧については、ブラック用感光体ユニット、シアン用感光体ユニットの帯電ローラに印加する交流の周波数を1.3kHzとし、マゼンタ用感光体ユニットの帯電ローラに印加する交流の周波数を890Hzとした。
[Example 2 and Comparative Example 3]
Regarding the superposed voltage applied between the photoconductor and the charging roller under the condition that the photoconductor and the charging roller are not rotated, based on the evaluation procedure in the above example, incorporating a charging roller having a rubber hardness of 76 in the magenta photoconductor unit. The AC frequency applied to the charging roller of the black photosensitive unit and the cyan photosensitive unit was 1.3 kHz, and the AC frequency applied to the charging roller of the magenta photosensitive unit was 890 Hz.

図4のチャートを50000枚画像形成後、ブラック、シアン、マゼンタの全面ハーフトーン画像の状態を観察した。シアン、マゼンタの画像は高品質の画像が得られるものの、ブラックの画像にはスジ状の異常画像が見られた(硬度76シアンが実施例2で、硬度64が比較例3)。   After forming 50,000 sheets of the chart of FIG. 4, the state of the entire halftone image of black, cyan, and magenta was observed. Although cyan and magenta images were high-quality images, streaky abnormal images were seen in black images (hardness 76 cyan was Example 2 and hardness 64 was Comparative Example 3).

〔実施例3,4〕
ステンレスの円柱にABS樹脂、カーボンおよびイオン導電性物質を主成分とする物質を積層し、直径13mm、22.6mmの帯電ローラを用い、帯電ローラの両端から15mmの位置に60μmのギャップテープを貼り付け、上記の実施例2の評価手順をベースに、感光体を新品に交換し、用いたブラック用感光体ユニット、イエロー用感光体ユニットに搭載した。直径13mm、22.6mmの帯電ローラをそれぞれブラック用感光体ユニット、イエロー用感光体ユニットに組み込んだ。帯電ローラを回転させない条件で、感光体と帯電ローラの間に、ブラック用感光体ユニットについては、−600Vの直流電圧に周波数890Hz、振幅1200Vの交流電圧を印加する帯電条件で、イエロー用感光体ユニットについては、−600Vの直流電圧に周波数850Hz、振幅1200Vの交流電圧を印加する帯電条件とし、その他の感光体ユニット(シアン、マゼンタ)は上記〔実施例2、比較例3〕で用いた帯電ローラ・帯電条件と同じとした。
[Examples 3 and 4]
A material consisting mainly of ABS resin, carbon and ionic conductive material is laminated on a stainless steel cylinder. A charging roller with a diameter of 13 mm and 22.6 mm is used, and a 60 μm gap tape is pasted at 15 mm from both ends of the charging roller. In addition, based on the evaluation procedure of Example 2 described above, the photoconductor was replaced with a new one and mounted on the used black photoconductor unit and yellow photoconductor unit. Charging rollers having a diameter of 13 mm and a diameter of 22.6 mm were incorporated in the black photoconductor unit and the yellow photoconductor unit, respectively. For the black photosensitive unit between the photosensitive member and the charging roller without rotating the charging roller, the yellow photosensitive member is applied under a charging condition in which an AC voltage having a frequency of 890 Hz and an amplitude of 1200 V is applied to a -600V DC voltage. For the unit, the charging conditions were such that an AC voltage with a frequency of 850 Hz and an amplitude of 1200 V was applied to a DC voltage of -600 V, and the other photoconductor units (cyan, magenta) were charged in the above [Example 2, Comparative Example 3]. Same as roller and charging conditions.

感光体の中央付近に生じた1本の白スジ放電痕を観察したところ、放電痕の幅は、ブラック用感光体ユニットで平均1.21mm、放電痕の幅の最大と最少の差は0.06mmであり、イエロー用感光体ユニットで平均1.83mm、放電痕の幅の最大と最少の差は0.08mmであった。各色混成チャートを50000枚画像形成後、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの全面ハーフトーン画像の状態を観察した。何れの画像も高品質の画像が得られた(ブラックが実施例3で、イエローが実施例4)。   When one white streak discharge trace generated near the center of the photoreceptor was observed, the width of the discharge trace was 1.21 mm on the average for the black photoreceptor unit, and the difference between the maximum and minimum width of the discharge trace was 0. The average of the yellow photoconductor units was 1.83 mm, and the difference between the maximum and minimum discharge trace widths was 0.08 mm. After forming 50,000 sheets of each color mixed chart, the state of the entire halftone image of black, yellow, cyan and magenta was observed. High quality images were obtained for all the images (black is Example 3 and yellow is Example 4).

〔実施例5〜8〕
上記の〔実施例3,4〕の評価手順をベースに、各感光体ユニットの感光体線速が222mm/秒、書き込み光の解像度が1200dpiになるように改造した。〔実施例3,4〕で用いた感光体ユニットをそのまま用い、感光体と帯電ローラを回転させない条件で感光体と帯電ローラの間に印加する重畳電圧については、ブラック用感光体ユニットは、−600Vの直流電圧に周波数1100Hz、振幅1200Vの交流電圧を印加する帯電条件で、イエロー用感光体ユニットは、−600Vの直流電圧に周波数1000Hz、振幅1200Vの交流電圧を印加する帯電条件とし、シアン用感光体ユニットは、−600Vの直流電圧に周波数1700Hz、振幅1050Vの交流電圧を印加する帯電条件とし、マゼンタ用感光体ユニットは、−600Vの直流電圧に周波数2000Hz、振幅1050Vの交流電圧を印加する帯電条件とした。各色混成チャートを合計70000枚画像形成した後、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの全面ハーフトーン画像を出力したところ、高画質の画像が得られた。
[Examples 5 to 8]
Based on the evaluation procedure of [Examples 3 and 4] above, modification was made so that the photosensitive member linear velocity of each photosensitive unit was 222 mm / second and the resolution of the writing light was 1200 dpi. Regarding the superimposed voltage applied between the photoconductor and the charging roller under the condition that the photoconductor unit used in [Examples 3 and 4] is used as it is and the photoconductor and the charging roller are not rotated, the black photoconductor unit is − Under the charging conditions in which an AC voltage having a frequency of 1100 Hz and an amplitude of 1200 V is applied to a DC voltage of 600 V, the yellow photoconductor unit has a charging condition of applying an AC voltage having a frequency of 1000 Hz and an amplitude of 1200 V to a DC voltage of −600 V, and for cyan. The photoconductor unit has a charging condition in which an AC voltage having a frequency of 1700 Hz and an amplitude of 1050 V is applied to a DC voltage of −600 V, and the magenta photoconductor unit applies an AC voltage having a frequency of 2000 Hz and an amplitude of 1050 V to a DC voltage of −600 V. Charging conditions were used. After a total of 70,000 images of each color mixed chart were formed, black, yellow, cyan, and magenta full-tone images were output. As a result, a high-quality image was obtained.

感光体上に生じる放電痕の模式図である。It is a schematic diagram of the discharge trace which arises on a photoreceptor. 本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present invention. 帯電ローラと感光体の微小ギャップを説明する図である。It is a figure explaining the micro gap of a charging roller and a photoreceptor. 画像評価を行う際の混成画像の説明図である。It is explanatory drawing of the hybrid image at the time of performing image evaluation.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体
4 除電ランプ
5 帯電装置
6 レーザ書き込みユニット
7 現像装置
8 転写装置
9 定着装置
12 クリーニング装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 4 Static elimination lamp 5 Charging apparatus 6 Laser writing unit 7 Developing apparatus 8 Transfer apparatus 9 Fixing apparatus 12 Cleaning apparatus

Claims (8)

感光体に対し非接触に配置された帯電ローラに、直流電圧を重畳した交流電圧を印加して帯電を行う帯電装置のための帯電条件調整方法であって、
感光体と帯電ローラの双方を回転させずに、一定時間、前記直流電圧を重畳した交流電圧を印加する工程と、
前記感光体に生じる放電痕を観測する工程と、を有し、
前記放電痕が1本のスジであり、当該放電痕の幅の平均(L)が0.9mm以上、放電痕幅の最大と最小の差が平均放電痕幅の20%以下となるように帯電条件を調整することを特徴とする、帯電条件調整方法
A charging condition adjustment method for a charging device that performs charging by applying an AC voltage superimposed with a DC voltage to a charging roller arranged in non-contact with the photosensitive member ,
Applying an AC voltage on which the DC voltage is superimposed for a certain period of time without rotating both the photoconductor and the charging roller ;
Observing discharge traces generated on the photoreceptor,
Wherein a discharge crater is one streak, charging the average width of the discharge trace (L) is 0.9mm or more, as the difference between the maximum and minimum discharge crater width is less than 20% of the average discharge trace width A charging condition adjusting method, characterized by adjusting conditions .
請求項1に記載の帯電条件調整方法において、前記帯電条件に関するパラメータが前記帯電ローラの硬度であることを特徴とする帯電条件調整方法。2. The charging condition adjusting method according to claim 1, wherein the parameter relating to the charging condition is a hardness of the charging roller. 請求項1または2に記載の帯電条件調整方法において、前記帯電条件に関するパラメータが前記交流電圧の周波数であることを特徴とする帯電条件調整方法。3. The charging condition adjusting method according to claim 1 or 2, wherein the parameter relating to the charging condition is a frequency of the AC voltage. 請求項3に記載の帯電条件調整方法において、前記帯電ローラに印加する重畳電圧の交流電圧分の周波数(fHz)前記放電痕の幅平均(Lmm)、画像形成する際の感光体の線速(vmm/秒)に対し
17×v/L≧f≧4×v/L
となるように調整することを特徴とする帯電条件調整方法
In charging condition adjusting method of claim 3, wherein the AC voltage of the frequency of the superimposed voltage applied to the charging roller (fHz), average width of the discharge trace (L mm), the line of the photosensitive member at the time of image formation speed (vmm / sec.) for and 17 × v / L ≧ f ≧ 4 × v / L
A charging condition adjusting method, wherein the charging condition is adjusted so that
請求項1〜4のいずれか一項に記載の帯電条件調整方法において、前記帯電条件に関するパラメータが前記帯電ローラと前記感光体の間に形成される空隙の大きさであることを特徴とする帯電条件調整方法。5. The charging condition adjusting method according to claim 1, wherein the parameter relating to the charging condition is a size of a gap formed between the charging roller and the photosensitive member. Condition adjustment method. 潜像を形成される感光体と、前記感光体を帯電する帯電装置と、を備える画像形成装置であって、請求項1〜5のいずれか一項に記載の帯電条件調整方法を用いて、前記帯電装置の帯電条件を調整したことを特徴とする画像形成装置 An image forming apparatus comprising a photoconductor for forming a latent image and a charging device for charging the photoconductor, using the charging condition adjusting method according to any one of claims 1 to 5, An image forming apparatus, wherein a charging condition of the charging device is adjusted . 請求項6に記載の画像形成装置において、画像形成可能な最高解像度が1000dpi以上であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6, images forming device you wherein the imageable highest resolution is equal to or greater than 1000dpi. 潜像を形成される感光体と、前記感光体を帯電する帯電装置と、を備えるプロセスカートリッジであって、請求項1〜5のいずれか一項に記載の帯電条件調整方法を用いて、前記帯電装置の帯電条件を調整したことを特徴とするプロセスカートリッジ A process cartridge comprising a photosensitive member on which a latent image is formed and a charging device for charging the photosensitive member, wherein the charging condition adjusting method according to any one of claims 1 to 5 is used. A process cartridge in which charging conditions of a charging device are adjusted .
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